- •БИОСФЕРА
- ••Идея о влиянии жизни на природные процессы на огромных пространствах Земли была впервые
- ••В 20-х годах прошедшего века в трудах
- ••Биосферой В. И. Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой существует или
- ••Значение организмов обусловлено:
- ••Всю совокупность организмов на
- ••Косное вещество,
- ••Биогенное вещество создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов.
- ••Особой категорией является биокосное
- •• Биосфера – это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества.
- ••С современных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную экосистему планеты, поддерживающую глобальный круговорот
- ••Современная жизнь распространена в
- ••В глубь Земли живые организмы проникают на небольшое расстояние.
- ••Однако, по В. И. Вернадскому, нижнюю границу биосферы следует проводить еще глубже. Постепенно
- •Органогенные илы дна океана (но С. А. Зернову, 1949): 1– глобигерииоиый и 2
- •3 – диатомовый ил с места вблизи края антарктического льда
- ••Верхняя граница жизни в атмосфере определяется нарастанием с высотой ультрафиолетовой радиации. На высоте
- •Распределение жизни в биосфере
- ••Крайние пределы температур, которые выносят некоторые формы жизни (в латентном состоянии), – от
- ••Уксусные угрицы (нематоды) обитают в чанах с бродящим уксусом. Ряд микроорганизмов живет в
- ••Некоторые особо устойчивые формы могут существовать даже при действии ионизирующей радиации. Например, ряд
- ••Жизнь, таким образом, обладает значительным «запасом прочности»,
- ••Наряду с этим распределение жизни в биосфере отличается крайней неравномерностью.
- •Живое вещество
- ••Заслуживает внимания то
- •Участие различных химических элементов в построении живого вещества, атмосферы, гидросферы и литосферы (относительные
- ••В. И. Вернадский подчеркивал, что живое вещество – самая активная форма материи во
- •Геохимическая работа живого вещества
- ••На Земле существует один- единственный процесс, при котором энергия солнечного излучения не
- ••Основная планетарная функция живого
- ••В биосфере в результате жизнедеятельности микроорганизмов в больших масштабах
- ••За счет жизнедеятельности огромного числа гетеротрофов, в основном грибов, животных и микроорганизмов, происходит
- ••Природные воды, обогащенные продуктами минерализации, становятся химически высокоактивными и разрушают горные породы.
- ••Кислород атмосферы накоплен за счет фотосинтеза. Единственный источник абиогенного поступления свободного кислорода –
- ••Углекислый газ поступает в атмосферу за счет дыхания всех организмов.
- ••Азот атмосферы химически инертен, но и он участвует в процессах синтеза и распада
- ••К газам органического происхождения относятся также сероводород, метан и множество других летучих соединений,
- ••Продуцируя и потребляя газообразные вещества, организмы биосферы поддерживают постоянство состава воздушной оболочки Земли.
- ••Живое вещество перераспределяет атомы в биосфере.
- ••Живое вещество активно участвует также в грандиозных процессах
- •Стабильность биосферы
- ••Все доступные для живых организмов химические соединения в биосфере имеют предел.
- ••По выражению академика В. Р Вильямса, единственный способ придать конечному свойства бесконечного –
- •Глобальный биогеохимический круговорот
- •Сопряжения циклов элементов в биосфере
- ••Круговороты планетарного масштаба создаются из бесчисленных локальных циклических перемещений атомов, движимых жизнедеятельностью организмов
- ••Различают поэтому малые и большие круговороты в соответствии с объемом рассматриваемых экосистем:
- ••Вместе с тем отличительная черта биологических круговоротов – их неполная замкнутость.
- ••Запасы биогенных веществ, мало доступные для живых организмов и медленно вовлекающиеся поэтому в
- ••Углерод. Углерод как химический элемент является основой жизни. Он может соединяться разными способами
- •Круговорот азота в биосфере
- ••Азот. В атмосфере и живом веществе содержится менее 2 % всего азота на
- ••В круговороте азота принимают большое участие также аммонифицирующие микроорганизмы. Они разлагают белки и
- ••Фосфор. Этот элемент, необходимый для синтеза многих органических веществ, включая АТФ, ДНК, РНК,
- ••Сера. Круговорот серы, необходимой для построения ряда аминокислот, ответственных за трехмерную структуру белков,
•В биосфере в результате жизнедеятельности микроорганизмов в больших масштабах
осуществляются такие химические процессы, как окисление и восстановление элементов
с переменной валентностью (азот, сера, железо, марганец и др.).
•Геологические результаты деятельности этих организмов проявляются в образовании осадочных месторождений серы, образовании в анаэробных условиях залежей сульфидов металлов, а в аэробных – окисление их и перевод в растворимое состояние, возникновение железных и железомарганцевых руд.
•За счет жизнедеятельности огромного числа гетеротрофов, в основном грибов, животных и микроорганизмов, происходит гигантская, в масштабах всей Земли, работа по
разложению органических остатков.
•При деструкции органической массы протекают два параллельных процесса: минерализации и образования почвенного гумуса со значительным запасом энергии.
•Гумус – это основа почвенного плодородия. Его разложение протекает в дальнейшем очень медленно, под влиянием определенной, автохтонной микрофлоры почв, чем достигается постоянство в обеспечении растений элементами минерального питания.
•Природные воды, обогащенные продуктами минерализации, становятся химически высокоактивными и разрушают горные породы.
•Живые организмы создали и поддерживают газовый состав современной атмосферы.
•Некоторая несбалансированность процессов синтеза и разложения органических веществ в биосфере определила кислородный режим современной воздушной оболочки Земли.
•Кислород атмосферы накоплен за счет фотосинтеза. Единственный источник абиогенного поступления свободного кислорода – фотодиссоциация молекул воды в верхних слоях атмосферы – очень незначителен.
•Выделенный растениями кислород вновь используется на окисление углерода при минерализации органического вещества и дыхании организмов, но так как часть органических веществ захоранивается в осадочных породах, то
эквивалентное количество О2 остается в атмосфере. Значительная часть его идет на окисление минеральных веществ.
•Весь наличный запас свободного кислорода в атмосфере оценивается в 1,6 · 1015 г, зеленые растения могут воссоздать его за 10 тыс. лет.
•Углекислый газ поступает в атмосферу за счет дыхания всех организмов.
•Второй, менее мощный его источник – выделение по трещинам земной коры из осадочных пород за счет химических процессов, совершающихся под действием высоких температур. Он также имеет биогенное происхождение. Часть углекислого газа поступает в атмосферу из абиогенного источника – непосредственно из мантии Земли при вулканических
извержениях. Эта часть лишь 0,01 % от СО2, выделенного живыми организмами.
•Расходуется углекислый газ в процессах органического синтеза, а также на выветривание горных пород и образование карбонатов.
•Азот атмосферы химически инертен, но и он участвует в процессах синтеза и распада органического вещества.
•Азот усваивают из атмосферы многие прокариотические организмы – азотфиксаторы.
•После гибели бактерий азот переходит в доступные растениям соединения и включается в цепи питания и разложения.
•К газам органического происхождения относятся также сероводород, метан и множество других летучих соединений, создаваемых живым веществом.
•За один день, например, 1 га можжевелового леса может выделить в атмосферу до 30 кг летучих веществ – фитонцидов.
•Продуцируя и потребляя газообразные вещества, организмы биосферы поддерживают постоянство состава воздушной оболочки Земли.
•Живое вещество перераспределяет атомы в биосфере.
•Многие организмы обладают способностью накапливать, концентрировать в себе определенные элементы, несмотря на часто ничтожное содержание их в окружающей среде.
•Например, литотамниевые водоросли накапливают в своих телах до 10 % магния, в раковинах брахиопод содержится около 20 % фосфора, в серных бактериях – до 10 % серы.
•Многие организмы концентрируют кальций, кремний, натрий, алюминий, иод и т. д.
•Отмирая и захораниваясь в массе, они образуют скопления этих веществ. Возникают залежи таких соединений, как известняки, бокситы, фосфориты, осадочная железная руда и др. Многие из них человек использует как полезные ископаемые.
•Живое вещество активно участвует также в грандиозных процессах
перемещения, миграции атомов в биосфере через систему больших и
малых круговоротов.